特許 7202871 制輪子と車輪との隙間調整器及びブレーキシリンダ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-12-28

(45)【発行日】2023-01-12

(54)【発明の名称】制輪子と車輪との隙間調整器及びブレーキシリンダ

(51)【国際特許分類】

   F16D 65/56 20060101AFI20230104BHJP

   B61H 15/00 20060101ALI20230104BHJP

【ＦＩ】

F16D65/56 Z

B61H15/00

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2018235259

(22)【出願日】2018-12-17

(65)【公開番号】P2020097955

(43)【公開日】2020-06-25

【審査請求日】2021-11-18

(73)【特許権者】

【識別番号】503405689

【氏名又は名称】ナブテスコ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(72)【発明者】

【氏名】麻野 吉雄

(72)【発明者】

【氏名】大家 秀幸

【審査官】前原 義明

(56)【参考文献】

【文献】実開昭６０－１００２５９（ＪＰ，Ｕ）

【文献】実開昭６０－１１４３５８（ＪＰ，Ｕ）

【文献】実開昭５４－１３６０１２（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｄ ４９／００ － ７１／０４

Ｂ６１Ｈ １／００ － １５／００

Ｆ１６Ｈ １９／００ － ３７／１６

Ｆ１６Ｈ ４９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

制輪子を駆動する押棒を収容するさや棒に取り付けられるラチェット歯車と、
前記ラチェット歯車に噛み合い前記ラチェット歯車の一方向の回転を規制する爪部と、
前記ラチェット歯車の歯に接触するラチェット押え及び前記ラチェット押えの振動を吸収するコイルばねを別部材で有し前記ラチェット歯車の振動による回転を規制する規制部と、
前記ラチェット押えに前記コイルばねを固定するねじと、を備え、
前記ラチェット押えは、前記ラチェット歯車の歯に接触する押え部と、前記ねじが貫通する貫通部と、を備える
制輪子と車輪との隙間調整器。

【請求項2】

前記ラチェット押えの回転を規制する回り止め部を備える
請求項１に記載の制輪子と車輪との隙間調整器。

【請求項3】

前記コイルばねに貫通して前記コイルばねを所定の長さに圧縮するばね押えを備える
請求項１又は２に記載の制輪子と車輪との隙間調整器。

【請求項4】

空気によってブレーキ力を出力する空気シリンダと、
前記空気シリンダの出力を伝達するさや棒と、
前記さや棒に取り付けられる押棒と、
前記さや棒に取り付けられる請求項１～３のいずれか一項に記載の制輪子と車輪との隙間調整器とを備える
ブレーキシリンダ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、制輪子と車輪との隙間調整器及びブレーキシリンダに関する。

【背景技術】

【0002】

ブレーキ装置は、制輪子が押棒によって車輪に押し付けられることによってブレーキを掛けている。ブレーキ装置は、空気シリンダのピストンの出力がさや棒に伝達されて、さや棒に収容された押棒が制輪子を車輪に対して移動させる。ブレーキ装置は、車輪と制輪子との隙間を自動で調整する隙間調整器を備えている。

【0003】

隙間調整器は、押棒の移動を上下動に変換する調整押棒と、さや棒に取り付けられたラチェット歯車と、てこ押棒の移動に応じてラチェット歯車を一方向に回転させる爪部とを備える。制輪子と車輪との隙間が規定値以上になると、調整押棒が大きく動いて爪部がラチェット歯車を回転させ、ラチェット歯車とともにさや棒が回転することでさや棒に螺合している押棒が車輪側へ変位して隙間が規定値内に調整される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１３－０８７８７７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、上記特許文献１に記載の隙間調整器では、ラチェット歯車が不用意に回転しないよう板ばねによって規制されている。この板ばねを取り付けるときには、ラチェット歯車に対する付勢を調整する必要がある。

【0006】

本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ラチェット歯車の不用意な回転を規制する規制部の取り付けが容易である制輪子と車輪との隙間調整器及びブレーキシリンダを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決する制輪子と車輪との隙間調整機構は、制輪子を駆動する押棒を収容するさや棒に取り付けられるラチェット歯車と、前記ラチェット歯車に噛み合い前記ラチェット歯車の一方向の回転を規制する爪部と、前記ラチェット歯車の歯に接触する接触部及び前記接触部の振動を吸収する弾性部を別部材で有し前記ラチェット歯車の振動による回転を規制する規制部とを備える。

【0008】

上記構成によれば、接触材の振動を弾性部が吸収するため、接触部の取付時の調整が不要であり、ラチェット歯車の歯に接触部を接触させて、弾性部を取り付けるだけでよい。よって、ラチェット歯車の振動による回転を規制する規制部の取り付けが容易である。

【0009】

上記制輪子と車輪との隙間調整機構について、前記接触部と前記弾性部とを固定するねじを備えることが好ましい。
上記構成によれば、ねじによって接触部と弾性部とを固定することができるので、規制部の取り付けが容易である。

【0010】

上記制輪子と車輪との隙間調整機構について、前記接触部材の回転を規制する回り止め部を備えることが好ましい。
上記構成によれば、回り止め部によって接触部の回転が規制されているので、接触部の取り付けが容易である。

【0011】

上記制輪子と車輪との隙間調整機構について、前記弾性部を所定値で圧縮する押え部材を備えることが好ましい。
上記構成によれば、押え部材によって弾性部の圧縮が所定値に設定されるため、弾性部の取り付け時に調整が不要であり、弾性部の取り付けが容易である。

【0012】

上記制輪子と車輪との隙間調整機構について、前記弾性部は、コイルばねであることが好ましい。
上記構成によれば、弾性部がコイルばねであるため、コイルばねは負荷応力が小さく、経年変化が小さいため、弾性部の交換回数を低減することができる。

【0013】

上記課題を解決するブレーキシリンダは、空気によってブレーキ力を出力する空気シリンダと、前記空気シリンダの出力を伝達するさや棒と、前記さや棒に取り付けられる押棒と、前記さや棒に取り付けられる上記隙間調整器とを備える。

【0014】

上記構成によれば、接触部の振動を弾性部が吸収するため、接触部の取付時の調整が不要であり、ラチェット歯車の歯に接触部を接触させて、弾性部を取り付けるだけでよい。よって、振動によるラチェット歯車の回転を規制する規制部の取り付けが容易である。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、ラチェット歯車の振動による回転を規制する規制部の取り付けが容易である。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】制輪子と車輪との隙間調整器を備えるブレーキシリンダの一実施形態の構成を示す断面図。

【図2】同実施形態の隙間調整器の構成を示す正面図。

【図3】同実施形態の隙間調整器の構成を示す分解斜視図。

【図4】同実施形態の隙間調整器を示す斜視図。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、図１～図４を参照して、制輪子と車輪との隙間調整器を備えたブレーキシリンダの一実施形態について説明する。ブレーキシリンダは、車両の台車に取り付けられ、車輪の踏面に制輪子を接触させることで制動を得るトレッドブレーキタイプのブレーキ装置として用いられる。

【0018】

（ブレーキシリンダ１）
図１に示すように、ブレーキシリンダ１は、有底筒状のシリンダ２１と、シリンダ２１の軸方向に移動するピストン２２と、ピストン２２を付勢する緩めばね２３と、ピストン２２に接続されるさや棒２４と、さや棒２４に収容される押棒２５とを備えている。押棒２５の先端には、図示しない制輪子頭を介して制輪子が取り付けられる。

【0019】

さや棒２４は、ピストン２２に対して回転可能に接続されている。押棒２５は、さや棒２４に螺合している。よって、さや棒２４が回転すると、ピストン２２は回転せず、押棒２５がさや棒２４の回転方向に応じた軸方向のいずれかに移動する。

【0020】

シリンダ２１の底部２１Ａ（図中左側）には、圧縮空気をシリンダ２１内に供給する供給口２６が設けられている。圧縮空気は、シリンダ２１とピストン２２とに囲まれた作動室２７に供給される。ブレーキシリンダ１は、作動室２７に圧縮空気が供給されると、ピストン２２がシリンダ２１の底部２１Ａから離間する方向へ移動する。一方、ブレーキシリンダ１は、作動室２７から圧縮空気が排出されると、ピストン２２が緩めばね２３によってシリンダ２１の底部２１Ａに近づく方向へ移動する。

【0021】

（隙間調整器３０）
ブレーキシリンダ１は、図示しない車輪と押棒２５の先端に取り付けられる制輪子（図示略）との隙間を自動で調整する隙間調整器３０を備えている。隙間調整器３０は、さや棒２４の外周に設けられ、さや棒２４を回転させることで押棒２５（制輪子）の先端位置を調整する。

【0022】

ブレーキシリンダ１は、隙間調整器３０を収容する枠体１０を備えている。枠体１０は、有底筒状の筒部１１と筒部１１の開口部を閉じる蓋１２とを備えている。筒部１１は、シリンダ２１の開口部を閉じ、隙間調整器３０を収容している。さや棒２４及び押棒２５の先端側は、蓋１２から外部に突出している。

【0023】

さや棒２４の先端側の外周には、円筒状の手動隙間調整ハンドル５０が固定されている。手動隙間調整ハンドル５０は、さや棒２４の外周に固定され、さや棒２４と一体に回転する。手動隙間調整ハンドル５０の先端には、断面Ｌ字状の把持部５１が設けられている。

【0024】

手動隙間調整ハンドル５０と枠体１０の蓋１２との間には、水やごみ等の侵入を防ぐ第１ブーツ５２が取り付けられている。また、手動隙間調整ハンドル５０と押棒２５との間には、水やごみ等の侵入を防ぐ第２ブーツ５３が取り付けられている。第１ブーツ５２及び第２ブーツ５３は、円筒部材が断面蛇腹状に形成されている。第１ブーツ５２の末端は、枠体１０の蓋１２に密着されている。第１ブーツ５２の先端は、手動隙間調整ハンドル５０に対して相対移動可能である。第２ブーツ５３の末端は、手動隙間調整ハンドル５０に密着されている。第２ブーツ５３の先端は、押棒２５に対して相対移動可能である。手動隙間調整ハンドル５０の把持部５１は、第１ブーツ５２及び第２ブーツ５３が取り付けられた状態において露出している。よって、手動隙間調整ハンドル５０を操作するために、ブーツを外す必要がないため、第１ブーツ５２及び第２ブーツ５３を取り付けたままで手動隙間調整ハンドル５０を操作することができる。

【0025】

隙間調整器３０は、さや棒２４の外周に取り付けられ、さや棒２４と相対回転するさや棒外筒３１を備えている。さや棒外筒３１は、回転せず、その位置に固定されている。隙間調整器３０は、さや棒２４の外周に取り付けられ、さや棒２４に固定されるラチェット歯車３２を備えている。ラチェット歯車３２は、さや棒２４と一体に回転する。

【0026】

隙間調整器３０は、車輪と制輪子との隙間を検出する調整押棒３３と、さや棒２４の軸方向の移動を調整押棒３３の上下動に変換する斜面１３Ａを有するカム１３とを備えている。調整押棒３３の基端には、カム１３の斜面１３Ａを転がるコロ３３Ａが設けられている。カム１３は、枠体１０の筒部１１の内壁に設置されている。カム１３は、車輪と制輪子との所望の隙間に対応させて、蓋１２に設けられたボルトによってさや棒２４の軸方向に変更可能となっている。押棒２５が進出すると、コロ３３Ａがカム１３の斜面１３Ａを上ることでコロ３３Ａがリフトして調整押棒３３が上へ移動する。つまり、コロ３３Ａのリフト量と調整押棒３３の移動量とが一致する。

【0027】

図２に示すように、隙間調整器３０は、調整押棒３３の上下動に応じて回転する爪部としてのラチェット爪３４を備えている。ラチェット爪３４は、車輪と制輪子との隙間が規定値以上であるときに、ラチェット歯車３２の一歯を乗り越え、次の歯先と噛み合う。そして、制動が解除されると、調整押棒３３が下方へ移動して、ラチェット爪３４は、ラチェット歯車３２を一歯分だけ回転させる。

【0028】

（規制部４０）
図２～図４に示すように、隙間調整器３０は、ラチェット歯車３２の振動による回転を規制する規制部４０を備えている。規制部４０は、さや棒外筒３１の上面に設置される。規制部４０は、ラチェット歯車３２の歯に接触する接触部としてのラチェット押え４１と、ラチェット押え４１の振動を吸収する弾性部としてのコイルばね４２とを別部材で備えている。ラチェット押え４１は、ラチェット歯車３２の歯に接触する円柱状の押え部４１Ａを有している。ラチェット押え４１は、コイルばね４２によって付勢されている。

【0029】

規制部４０は、コイルばね４２を所定値で圧縮する押え部材としてのばね押え４３を備えている。ばね押え４３は、コイルばね４２の内側に挿通される円筒部４３Ａと、コイルばね４２の上端に接触する鍔部４３Ｂとを備えている。コイルばね４２は、ばね押え４３の鍔部４３Ｂによって圧縮され、円筒部４３Ａの長さによってコイルばね４２の圧縮が所定値に規定されている。

【0030】

規制部４０は、ラチェット押え４１とコイルばね４２とをさや棒外筒３１に固定するねじとしてのボルト４４を備えている。ラチェット押え４１は、コイルばね４２が挿通されず、ばね押え４３が挿通される貫通孔４１Ｂを有している。ばね押え４３は、ラチェット押え４１を貫通する。ボルト４４は、コイルばね４２に挿通されたばね押え４３とラチェット押え４１の貫通孔４１Ｂとを貫通して、さや棒外筒３１の雌ねじ３１Ａに螺着される。ボルト４４のねじ頭とばね押え４３の鍔部４３Ｂとの間には、ばね座金４６が挟まれている。ラチェット押え４１とさや棒外筒３１との間には、ばね座金４６が挟まれている。これらのばね座金４６によってボルト４４のゆるみを抑制している。

【0031】

規制部４０は、ラチェット押え４１の回転を規制する回り止め部としてのピン４５を備えている。ピン４５は、さや棒外筒３１の上面に固定され、ラチェット押え４１に設けられたピン孔４１Ｃに貫通される。ラチェット押え４１は、ボルト４４とピン４５とによって回転が規制されている。

【0032】

次に、上記隙間調整器３０の動作について説明する。
図１に示すように、シリンダ２１の供給口２６から作動室２７に圧縮空気が供給されると、緩めばね２３の付勢力に抗してピストン２２がシリンダ２１の底部２１Ａから離間する側、図１中右側へ移動する。そして、ピストン２２が図１中右側へ移動すると、ピストン２２に接続されるさや棒２４を介して押棒２５がピストン２２と一体となって図１中右側へ進出する。

【0033】

さや棒２４が図１中右側へ移動すると、隙間調整器３０が図１中右側へ移動して、調整押棒３３のコロ３３Ａがカム１３の斜面１３Ａを上ることで調整押棒３３が上方へ移動する。調整押棒３３が上方へ移動すると、ラチェット爪３４が図２中の反時計回りに回転する。

【0034】

図２に示すように、車輪と制輪子との隙間が規定値に満たず、押棒２５の進出量が規定値より小さいとき、コロ３３Ａのリフト量（調整押棒３３の移動量）によってラチェット爪３４がラチェット歯車３２に一歯を乗り越えるには至らず、ラチェット歯車３２は回転しない。

【0035】

一方、車輪と制輪子との隙間が規定値以上となり、押棒２５の進出量が規定値以上であるとき、コロ３３Ａのリフト量（調整押棒３３の移動量）によってラチェット爪３４がラチェット歯車３２の一歯を乗り越え、次の歯先と噛み合う。そして、この状態から作動室２７から圧縮空気を排出することで制動を解除すると、押棒２５が進出方向と反対方向に移動するのに伴って、調整押棒３３がカム１３の斜面１３Ａを下がることで、ラチェット爪３４がラチェット歯車３２を一歯分だけ回転させる。ラチェット歯車３２が回転することにより、ラチェット歯車３２と一体に固定されたさや棒２４も回転し、さや棒２４と螺合されている押棒２５は進出方向に移動して位置が調整される。

【0036】

隙間調整器３０の規制部４０は、ラチェット歯車３２の歯に常に接触することで、ラチェット歯車３２の振動による回転を規制している。規制部４０のラチェット押え４１は、コイルばね４２によって付勢されている。このコイルばね４２は、ばね押え４３によって所定値に圧縮されているため、従来の板ばねのような調整が不要であり、規制部４０の部材を組み付けるだけで所定の付勢力でラチェット歯車３２の回転を規制することができる。また、ラチェット歯車３２の歯にはラチェット押え４１の押え部４１Ａが接触し、ラチェット押え４１の振動はコイルばね４２が吸収する。このため、ラチェット歯車３２の接触の機能と振動吸収の機能とを別部材とすることで、それぞれの組み付けの調整を不要とすることができる。

【0037】

次に、本実施形態の効果について説明する。
（１）ラチェット押え４１の振動をコイルばね４２が吸収するため、ラチェット押え４１の取付時の調整が不要であり、ラチェット歯車３２の歯にラチェット押え４１を接触させて、コイルばね４２を取り付けるだけでよい。よって、振動によるラチェット歯車３２の回転を規制する規制部４０の取り付けが容易である。

【0038】

（２）ボルト４４によってラチェット押え４１とコイルばね４２とを固定することができるので、規制部４０の取り付けが容易である。
（３）ピン４５によってラチェット押え４１の回転が規制されているので、ラチェット押え４１の取り付けが容易である。

【0039】

（４）押え部材によってコイルばね４２の圧縮が所定値に設定されるため、コイルばね４２の取り付け時に調整が不要であり、コイルばね４２の取り付けが容易である。
（５）コイルばね４２は負荷応力が小さく、経年変化が小さいため、コイルばね４２の交換回数を低減することができる。

【0040】

（他の実施形態）
上記実施形態は、以下のように変更して実施することができる。上記実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。

【0041】

・上記実施形態では、規制部４０にばね座金４６を用いたが平座金を用いてもよい。
・上記実施形態では、ボルト４４のねじ頭とばね押え４３の鍔部４３Ｂとの間にばね座金４６を挟んだが、ボルト４４のねじ頭とばね押え４３の鍔部４３Ｂとの間のばね座金４６を省略してもよい。

【0042】

・上記実施形態では、ラチェット押え４１とさや棒外筒３１との間にばね座金４６を挟んだが、ラチェット押え４１とさや棒外筒３１との間のばね座金４６を省略してもよい。
・上記実施形態では、ラチェット押え４１の振動を吸収する弾性部としてコイルばね４２を用いた。しかし、コイルばねに限らず、ゴム等の弾性材料からなる弾性部を用いてもよい。例えば、コイルばね４２及びばね押え４３に代えて弾性材料からなる筒状の弾性部をさや棒外筒３１にねじ留めして、ラチェット押え４１の振動を吸収してもよい。

【0043】

・上記実施形態では、弾性部を所定値で圧縮するばね押え４３を備えたが、ばね押え４３を省略してもよい。
・上記実施形態では、ラチェット押え４１の回転を規制するピン４５を備えたが。回り止め部としてのピン４５を省略してもよい。

【0044】

・上記実施形態では、ラチェット押え４１とコイルばね４２とをさや棒外筒３１に固定するボルト４４を備えた。しかし、ねじではなく、圧入してラチェット押え４１とコイルばね４２とをさや棒外筒３１に固定する圧入部材であってもよい。

【0045】

・上記実施形態では、トレッドブレーキタイプのブレーキシリンダに設けられる隙間調整器３０としたが、ディスクブレーキタイプのブレーキ装置に設けられる隙間調整器としてもよい。

【符号の説明】

【0046】

１…ブレーキシリンダ、１０…枠体、１１…筒部、１２…蓋、１３…カム、１３Ａ…斜面、２１…シリンダ、２１Ａ…底部、２２…ピストン、２３…緩めばね、２４…さや棒、２５…押棒、２６…供給口、２７…作動室、３０…隙間調整器、３１…さや棒外筒、３１Ａ…雌ねじ、３２…ラチェット歯車、３３…調整押棒、３３Ａ…コロ、３４…爪部としてのラチェット爪、４０…規制部、４１…接触部としてのラチェット押え、４１Ａ…押え部、４１Ｂ…貫通孔、４１Ｃ…ピン孔、４２…弾性部としてのコイルばね、４３…押え部材としてのばね押え、４３Ａ…円筒部、４３Ｂ…鍔部、４４…ねじとしてのボルト、４５…回り止め部としてのピン、４６…ばね座金、５０…手動隙間調整ハンドル、５１…把持部、５２…第１ブーツ、５３…第２ブーツ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】